Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Статьи по Нанотехнологиям
04.09.2012 23:39

Нанотехнологии. Нанотехнологии.

Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретического обоснования, анализа и синтеза, практических методов исследования. А также  с совокупностью методов производства и применения продуктов с указанной атомной структурой путем четко контролируемого манипулирования отдельными молекулами и атомами.

Бытует мнение, что сегодня не существует стандарта, который дает четкое определение нанотехнологий, нанопродукции. В Еврокомиссии была создана группа, которой поручили в течение двух лет разработать классификацию нанопродукции. Среди подходов к уточнению понятия «нанотехнологии» можно выделить несколько.

В Техническом комитете ISO/ТК 229 под нанотехнологиями понимают знание и управление процессами обычно в масштабе 1нм, но может быть масштаб менее 100 нм в одном и более измерениях.  Также нанотехнологиями считают использование свойств материалов и объектов в нанометровом масштабе, отличающемся от свойств свободных молекул и атомов, от объемных свойств вещества, который состоит из этих молекул и атомов, для создания улучшенных систем, материалов и приборов.

В «Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий» есть свое определение нанотехнологии. Она описывается как совокупность приемов и методов, которые дают возможность под контролем создавать и модифицировать объекты с компонентами размером хотя бы в одном измерении менее 100 нм, и в результате этого обретшие новые качества, позволяющие выполнить их интеграцию в более крупные, полноценно функционирующие системы.

Практическая сторона нанотехнологий заключается в производстве устройств и компонентов, нужных для создания и обработки, а также манипуляций молекулами, атомами и наночастицами. Имеется в виду, что не в обязательном порядке объект должен иметь хоть один линейный размер менее 100 нм. Это могут быть макрообъекты, структура которых создается контролируемо с разрешением на уровне отдельных атомов или же содержащие в себе нанообъекты. В широком смысле термин «нанотехнологии» охватывает методы исследований, диагностики и характерологии таких объектов.

Нанотехнологии на качественном уровне отличаются от общеизвестных дисциплин, так как в таких масштабах макроскопичные, привычные технологии обращения с материей не всегда применимы. В то же время микроскопические явления, слабые на привычных, обычных масштабах, становятся более значительными: взаимодействия и свойства отдельных молекул и атомов или агрегатов молекул, квантовые эффекты.

Нанотехнология и особенно молекулярная технология являются новыми и мало исследованными дисциплинами. Пока не сделаны основные открытия, которые предсказывались в этой сфере, но исследования, которые проводятся сегодня, уже дают практические результаты. Использование передовых научных достижений дает возможность отнести нанотехнологию к высоким технологиям.

Современная электроника развивается по пути уменьшения габаритов устройств. Если посмотреть с другой стороны, то традиционные методы производства подходят к естественному технологическому и экономическому барьеру, когда параметры устройства уменьшаются несущественно, а финансовые затраты возрастают значительно. Нанотехнология является логическим шагом, продолжающим развитие электроники и иных наукоемких производств.

Нанотехнология, как и другие дисциплины, имеет свою историю возникновения. Во многих, особенно англоязычных источниках, первое упоминание о нанотехнологии связывают с выступлением Ричарда Фейнмана «В том мире полно места», которое он сделал в 1959 году на встрече Американского физического общества, проводимой ежегодно в Калифорнийском технологическом институте. Р. Фейнман сделал предположение, что можно механически перемещать одиночные атомы с помощью манипулятора подходящего размера. В крайнем случае, такой процесс не стал бы противоречить известным на сегодня законам физики.

Такой манипулятор ученый предложил делать оригинальным способом. Сначала построить механизм, который будет создавать свою копию, но на порядок меньше, затем он создаст свою уменьшенную копию и т.д. пока размеры механизма не будут равняться размерам атома. Однако необходимо будет вносить изменения в устройство данного механизма. На последнем этапе механизм сам соберет копию из отдельных атомов. Предполагалось, что такие нанороботы при оснащении программой, энергией и молекулами, смогут собирать многие вещи и гораздо дешевле. До сегодняшнего дня никто не смог опровергнуть теорию Фейнмана, но никто и не смог создать такие механизмы.

Первые мысли о возможности исследовать объекты на атомном уровне встречаются в книге Исаака Ньютона «Opticks», которая вышла в свет в 1704 году. В ней ученый выражает надежду, что в будущем микроскопы исследуют «тайны корпускул». Первым термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути. В 1974 году он назвал этим словом производство изделий, имеющих размер в несколько нанометров. В 1980-х годах термин «нанотехнология» использовал Эрик Дрекслер в книгах, посвященным машинам будущего. В его исследованиях центральное место занимали математические расчеты, позволяющие анализировать работу крошечного устройства размером в несколько нанометров.

Сегодня в области нанотехнологий есть свои достижения. В первую очередь это материалы:
фуллерены, графены, нанокристаллы, аэрогели, наноаккумуляторы, самоочищающиеся поверхности на основе лотоса. Наноаккумуляторы были созданы в 2005 году, а уже в 2006 году  компания Boshart совместно с Altairnano занялась созданием электромобиля. Благодаря нанотехнологиям интенсивное развитие получила компьютерная техника, микроэлектроника, робототехника. Появились центральные процессоры, жесткие диски, плазмоны, сканирующий зондовый микроскоп, всевозможные роботы.

Прогресс в сфере нанотехнологий не оставил общественность равнодушной. Сегодня можно наблюдать нанотехнологии не только в промышленности, но и в искусстве, литературе. С каждым годом в разы увеличиваются мировые инвестиции в область разработки нанотехнологий, проводятся выставки и форумы.




© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.